DB37∕T 4387-2021 碳纤维板体外预应力施工技术规程

ICS93.040

CCSP28

37

山东省地方标准

DB37/T4387—2021

碳纤维板体外预应力施工技术规程

Technicalspecificationforconstructionofexternalprestressingforceforcarbonfiber

plate

2021-07-09发布2021-08-09实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T4387—2021

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4材料及设备.........................................................................1

4.1碳纤维板.......................................................................1

4.2结构胶.........................................................................2

4.3表面防护材料...................................................................3

4.4锚具...........................................................................3

4.5压条...........................................................................3

4.6张拉设备.......................................................................3

5施工工艺...........................................................................3

5.1基本要求.......................................................................4

5.2施工流程图.....................................................................4

5.3施工准备.......................................................................4

5.4施工放样.......................................................................4

5.5基面处理.......................................................................4

5.6安装锚固件.....................................................................4

5.7安装张拉锚固装置...............................................................5

5.8张拉碳纤维板...................................................................5

5.9防护...........................................................................5

6检验验收...........................................................................5

6.1进场检验.......................................................................5

6.2交工验收.......................................................................6

6.3验收文件和记录.................................................................6

附录A（资料性）碳纤维板张拉记录表...................................................8

附录B（资料性）防护检查记录表.......................................................9

I

DB37/T4387—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由山东省交通运输厅提出、归口并组织实施。

本文件起草单位：山东省高速路桥养护有限公司、山东高速青岛公路有限公司、山东省路桥集团有

限公司、山东省道路养护废旧材料可持续利用研发中心、柳州欧维姆结构检测技术有限公司、卡本科技

集团股份有限公司。

本文件主要起草人：井海涛、吴珂华、李振军、李振、李虎、李根、徐强、李长义、李传夫、刘磊、

荆靖、樊超、李庆、王炎培、魏衍伟、宋晓婷、柏旭东、井光、陆绍辉、庞忠华、李翔、汤飞、刘国玉。

II

DB37/T4387—2021

碳纤维板体外预应力施工技术规程

1范围

本文件规定了碳纤维板体外预应力施工的术语和定义、材料及设备、施工工艺和检验验收等。

本文件适用于承载能力不足的弯拉混凝土构件的加固和补强。

本文件不适用于腐蚀、放射等特殊环境下的施工。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2567树脂浇铸体性能试验方法

GB/T2793胶粘剂不挥发物含量的测定

GB/T3354定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法

GB/T6329胶粘剂对接接头拉伸强度的测定

GB/T7124胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)

GB50728工程结构加固材料安全性鉴定技术规范

JT/T532桥梁用碳纤维布（板）

JT/T1267桥梁用预应力碳纤维板—夹持式锚具

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

碳纤维板体外预应力externallyprestressingcarbonfiberplate

通过锚固装置在混凝土构件体外布置碳纤维板并施加预应力，使其受力得到调整、承载力得到提高、

使用性能得到改善的一种主动加固方式。

3.2

结构胶粘剂structuraladhesive

用于承重结构或构件胶接的、能长期承受设计应力和环境作用的胶粘剂（以下简称“结构胶”）。

[来源：GB50728—2011，2.0.7]

3.3

表面防护材料surfaceprotectionmaterials

根据防护要求（防紫外线、防火等）进行选择并涂装于碳纤维板材表面的防护材料。

4材料及设备

4.1碳纤维板

1

DB37/T4387—2021

4.1.1碳纤维板的原材料应选用聚丙烯腈基(PAN基）12k或12k以下的小丝束连续纤维，不应使用大

丝束纤维、玄武岩纤维代替。

4.1.2碳纤维板的型号表示方法见图1。

图1碳纤维板型号表示方法

示例：宽度为50mm，厚度为1.2mm的碳纤维板标记为：CFP-50-12。

4.1.3碳纤维板的外观要求和检验方法：

a)碳纤维板均应进行外观检查；

b)在正常（光）照度下，目测外观应均一、整齐、展开后无明显弯曲弯折，表面干净，不得有

污染和破损。

4.1.4碳纤维板的尺寸偏差要求、取样和检验方法：

a)碳纤维板的尺寸偏差应小于等于±1%；

b)同一检验批取样数量应大于等于1%，且不少于3片；

c)用精度为0.01mm的千分尺，对碳纤维板的厚度和宽度进行检验，随机选取3处测量，取算术

平均值。

4.1.5碳纤维板的力学性能指标、取样和检验方法：

a)碳纤维板的力学性能指标应符合JT/T532的规定，其主要力学性能指标见表1；

b)同一检验批取样数量应大于等于1%，且不少于3片；

c)按照表1规定的检验方法进行力学性能指标检验。

表1碳纤维板力学性能指标

性能等级

项目单位检验方法

Ⅰ级Ⅱ级

抗拉强度（标准值）MPa≥2400≥2000

受拉弹性模量GPa≥160≥140GB/T3354

伸长率%≥1.7≥1.5

层间剪切强度MPa≥50≥40

碳纤维板与混凝土正拉GB50728

MPa≥2.5，且为混凝土内聚破坏

粘接强度

4.2结构胶

碳纤维板体外预应力施工用结构胶的基本性能要求和检验方法应符合表2的规定。

2

DB37/T4387—2021

表2结构胶基本性能指标及检验方法

项目单位性能要求检验方法

抗拉强度MPa≥38

胶

受拉弹性模量MPa≥2400

体

伸长率%≥1.5GB/T2567

性

抗弯强度MPa≥50，且不得呈脆性（碎裂状）破坏

能

抗压强度MPa≥70

粘钢对钢拉伸抗剪强度（标准值）MPa≥14GB/T7124

结钢对钢粘接抗拉强度MPa≥40GB/T6329

能钢对钢T冲击剥离长度mm≤20

GB50728

力钢对C45混凝土的正拉粘结强度MPa≥2.5，且为混凝土内聚破坏

不挥发物含量（固体含量）%≥99GB/T2793

注：除标有“标准值”外，其它均为平均值。

4.3表面防护材料

4.3.1表面防护材料的粘结性能应与碳纤维板表面涂刷的结构胶相容并能可靠粘结。

4.3.2表面防护材料应对碳纤维板和结构胶同时无害。

4.4锚具

4.4.1碳纤维板及锚具宜在工厂组装。

4.4.2碳纤维板体外预应力加固用锚具的外观、尺寸、性能和检验方法应符合JT/T1267的相关规定。

4.4.3锚具应满足分级张拉、补张拉和放张工艺的要求。

4.5压条

4.5.1压条的布置间距不宜大于3m。

4.5.2通过调整压条压紧度控制碳纤维板与基面间距宜在2mm～5mm范围内。

4.5.3压条与碳纤维板接触的部分应光滑，边缘应作圆弧处理，不得对碳纤维板造成破坏。

4.6张拉设备

4.6.1张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍，且不应小于1.2倍。张拉机具设备应与锚

具产品配套使用，并应在使用前进行校准、检验和标定。与千斤顶配套使用的压力表应选用防振型产品，

其最大读数应为张拉力的1.5倍～2.0倍，标定精度应不低于1.0级。

4.6.2张拉千斤顶与压力表应配套标定、配套使用，标定应在经国家授权的法定计量技术机构定期进

行，标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。当处于下列情况之一时，应重新进行标

定：

a)使用时间超过6个月；

b)张拉次数超过300次；

c)使用过程中千斤顶或压力表出现异常情况；

d)千斤顶检修或更换配件后。

4.6.3采用测力传感器测量张拉力时，测力传感器应每年送检一次。

5施工工艺

3

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5.1基本要求

5.1.1使用碳纤维板体外预应力加固的混凝土构件，其现场实测混凝土抗压强度应不低于25MPa。

5.1.2施工宜在环境温度高于5℃的条件下进行，并应符合结构胶的施工温度。当环境温度低于5℃

时，应采用低温固化型的结构胶或采取升温措施。

5.1.3施工前，碳纤维板粘贴部位的混凝土表层应平整、干燥，雨天、潮湿条件下应采用专用结构胶。

5.2施工流程图

碳纤维板体外预应力施工的主要流程见图2。

图2碳纤维板体外预应力施工流程图

5.3施工准备

5.3.1施工前应结合工程的规模、工期、地形特点等情况，进行策划和实施，合理布置场地。开工前

场地应平整，水、电、道路以及通信应通畅。

5.3.2施工场地所设置的各种设施应满足施工需要及安全施工要求，防止事故发生。

5.3.3施工平台、模板应有足够的强度、刚度和稳定性，应能承受施工过程中产生的各种荷载，抵挡

施工过程中可能发生的振动和偶然撞击。

5.3.4施工使用的平台、模板和支架应构造合理，结构受力明确，安装拆除方便。

5.4施工放样

5.4.1施工放样前应探测混凝土构件内的钢筋和钢绞线位置和走向，避免施工时对其造成破坏。

5.4.2施工放样时应标定锚栓孔和压紧条孔的圆心位置，并标定碳纤维板拉伸向的中心线和上下边缘

线、锚具切槽边缘线位置等。

5.4.3根据放样进行尺寸核对，张拉端应预留出足够距离满足张拉需要。

5.5基面处理

5.5.1清理混凝土构件的待粘贴基面，在碳纤维板分布位置及其两侧各2cm～3cm范围内，打磨混凝

土构件基面碳化层，用压缩空气将表面浮尘吹净。对于表面超过5mm的凹凸不平处，应采用修复材料

修补平整。

5.5.2如有孔洞、凹陷、露筋、裂缝、破损等病害，应使用粘结能力强的修复材料修补平整。

5.6安装锚固件

5.6.1钻孔

按照放样的位置进行钻孔，钻孔直径、钻孔深度、钻孔与基面的垂直度、钻孔中心距应满足设计要

求。

5.6.2植入锚栓

5.6.2.1植入前宜用丙酮或工业用酒精擦拭孔壁、孔底。

5.6.2.2植入锚栓，将锚栓单向旋转插入，直至达到设计深度，植入锚栓与孔壁间的间隙应基本均匀。

4

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5.6.2.3支座锚栓应用结构胶进行粘接、固化，结构胶固化之前不应扰动支座锚栓。

5.7安装张拉锚固装置

5.7.1分别于固定端和张拉端安装张拉锚固装置，调整装置的位置，使其纵向中心线与碳纤维板中心

线重合后，旋紧锚栓的螺母和垫片。

5.7.2张拉锚固装置和混凝土构件基面应紧密贴合，对于未贴合的部位，应用结构胶填补封闭。

5.8张拉碳纤维板

5.8.1在碳纤维板上涂抹结构胶，涂抹后的结构胶应按照碳纤维板宽度方向呈突起状，平均厚度应大

于等于3mm。

5.8.2张拉前，应完成碳纤维板-锚具组件、张拉锚固装置、张拉端工具拉杆、工具挡板、张拉装置等

的安装，调整张拉锚固装置、碳纤维板-锚具组件、张拉装置至同一轴线。

5.8.3碳纤维板体外预应力张拉顺序应符合设计规定。在任何情况下，张拉控制应力不应超过最大张

拉控制应力。

5.8.4同一结构物两侧碳纤维板张拉采用单端同时对称分级张拉进行，采用张拉力和伸长量双控原则。

实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定，设计未规定时，其偏差应控制在±6%以内，否则应

暂停张拉，待查明原因并予以调整后，方可继续张拉。

5.8.5张拉碳纤维板至初应力，标记锚具张拉移动起始线，初应力宜为张拉控制应力的10%～25%，

碳纤维板边缘与混凝土构件表面间应有胶液挤出。若局部未挤出胶液，应及时补充结构胶。

5.8.6张拉按设计要求分级进行，每级张拉到位后应持荷不低于3min，并记录实际张拉力和碳纤维板

的实际伸长量。

5.8.7全部张拉过程应在结构胶开始固化前完成，具体时间应符合设计文件的要求。

5.8.8张拉过程中应进行反拱观测，防止混凝土构件反拱过大开裂。

5.8.9张拉就位后，应保证碳纤维板与混凝土构件之间密实，及时清理两边挤出的结构胶。

5.8.10每一级张拉到位后，应及时拧紧张拉杆上的锁紧螺母，进行碳纤维板的锚固。锚固后，建立在

锚下的实际有效预应力与设计张拉控制应力的相对偏差应不超过±5%，但在张拉至100%时，张拉控制

应力宜取上偏差。

5.8.11张拉到设计张拉力的100%并持荷完成后，应拧紧压紧条，卸除千斤顶荷载并拆掉千斤顶、工

具挡板等张拉装置，割掉过长的张拉杆。

5.8.12张拉和锚固碳纤维板时应填写施工记录。

5.9防护

5.9.1对锚具及压紧条等金属件宜采用环氧砂浆等封锚或表面防护。

5.9.2碳纤维板表面应涂抹表面防护材料进行防护处理。

5.9.3防护时应填写防护记录。

6检验验收

6.1进场检验

6.1.1材料进场时应核对型号、规格和数量，查验产品质保书、产品技术手册。核对无误后，进行进

场检验。

6.1.2进场检验时，同种材料、同一生产工艺条件下、同批次进场的产品可视为同一检验批。

6.1.3碳纤维板应进行外观、尺寸偏差和力学性能的进场检验，技术要求、取样规则和检验方法分别

5

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按照4.1.3、4.1.4和4.1.5的规定执行。

6.1.4进场检验时，结构胶应具有安全性鉴定报告，同一批次的取样数量应不少于6kg，检验项目、

要求和方法见表2。

6.1.5锚具进场检验时，应进行外观、尺寸偏差、夹持疲劳性能和静载锚固性能试验。取样规则、检

验要求和方法按照4.4.2的规定执行。

6.1.6以上进场材料，当有不合格项时，应另取双倍数量的同种材料对不合格项目重新检验，如仍有

不合格项时，则本批产品全部检验，符合要求者方可使用。

6.2交工验收

6.2.1交工验收应进行碳纤维板张拉检验、空鼓率检验和防护检验。

6.2.2碳纤维板张拉检验同一工程可视为同一检验批。同一检验批取样数量应大于等于1%，且不少于

3片。

6.2.3碳纤维板张拉检验的要求如下：

a)检验碳纤维板实际伸长值与理论伸长值的偏差，结果应符合5.8.4的要求；

b)检验碳纤维板张拉锚固后，建立在锚下的实际有效预应力与设计张拉控制应力的偏差，结果

应符合5.8.10的要求。

6.2.4碳纤维板的理论伸长值可按公式（1）计算：

LP

L·········································································(1)

LES

式中：

△LL——碳纤维板理论伸长值，单位为毫米（mm）；

L——碳纤维板的长度，单位为毫米（mm）；

P——张拉端的平均张拉力，单位为牛顿（N）；

E——碳纤维板的弹性模量，单位为兆帕（MPa）；

S——碳纤维板的横截面积，单位为平方毫米（mm2）。

6.2.5碳纤维板的实际伸长值除量测的伸长值外，应加上初应力以下的推算伸长值。可按公式（2）计

算：

LSL1L2······································································(2)

式中：

△LS——碳纤维板实际伸长值，单位为毫米（mm）；

△L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，单位为毫米（mm）；

△L2——初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的实测伸长值，单位为毫米（mm）。

6.2.6张拉锚固后，应记录建立在锚下的实际有效预应力数值，记录表的推荐格式见附录A。

6.2.7在防护之前，用橡胶小锤轻轻敲击碳纤维板表面，记录其空鼓位置和空鼓面积，空鼓面积与有

效粘结面积的比值为空鼓率，其计算结果应小于2%。空鼓率记录表的推荐格式见附录B。

6.2.8锚具、压条、碳纤维板的防护应符合设计要求，其检查记录表的推荐格式见附录B。

6.2.9检验批有不合格项时，应判定该检验批不合格。

6.2.10检验批不合格时，应对该检验批全面检验，并对不合格项重新施工，直至检验合格。

6.3验收文件和记录

验收时应提供的文件和记录如下：

a)经审查批准的施工组织设计和施工技术方案；

6

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b)碳纤维板、结构胶以及锚具的产品质保书、产品技术手册和进场检验报告；

c)张拉设备配套标定报告；

d)碳纤维板张拉记录表；

e)防护检查记录表。

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A

A

附录A

（资料性）

碳纤维板张拉记录表

碳纤维板张拉记录表的推荐格式见表A.1。

表A.1碳纤维板张拉记录表

张拉单位/人员张拉日期/时间

张拉标段/编号

碳纤维板型号规格

碳纤维板总长张拉设备

碳纤维板自由段长度

（伸长量计算取值）

碳纤维板伸碳纤维板理允许伸长值

张拉力油表数理论伸长差持荷时间

长量论伸长量偏差

（kN）（MPa）(mm)（min）

（mm）（mm）（mm）

初应力

%张拉力

%张拉力

%张拉力

%张拉力

记录说明：

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